# Triferro dodecacarbonile

Il triferro dodecacarbonile o ferro dodecacarbonile è il composto chimico di formula Fe$_3$(CO)$_{12}$. Fu uno dei primi cluster metallocarbonile a essere sintetizzato. È una fonte di ferro(0) più reattiva del ferro pentacarbonile. Il composto è disponibile in commercio.

## Proprietà fisiche

Fe$_3$(CO)$_{12}$ è un solido verde scuro che sublima sotto vuoto, anche se decomponendosi in quantità significativa. È solubile in solventi organici non polari formando soluzioni di colore verde intenso. La maggior parte dei cluster a bassa nuclearità sono invece gialli o arancioni.

## Struttura

Fe$_3$(CO)$_{12}$ è un composto molecolare. La sua struttura consiste in un triangolo di atomi di ferro, con attorno 12 leganti CO. Dieci leganti CO sono terminali e due a ponte lungo un legame Fe–Fe; la simmetria della molecola risulta C$_{2v}$. Per contrasto, Ru$_3$(CO)$_{12}$ e Os$_3$(CO)$_{12}$ hanno simmetria D$_{3h}$, con i 12 leganti CO tutti terminali. Complessivamente, si può considerare che questi tre cluster formalmente nascano dalla condensazione di tre frammenti M(CO)$_4$ a 16 elettroni, come si può pensare che il ciclopropano nasca dalla condensazione di tre unità CH$_2$.
La determinazione della struttura di Fe$_3$(CO)$_{12}$ è risultata difficile, perché i leganti CO sono disordinati nel cristallo. Una prima evidenza della struttura C$_{2v}$ fu ottenuta da misure di spettroscopia Mössbauer, che rivelò due doppietti di quadrupolo con simili shift isomeri ma diverse costanti di accoppiamento quadrupolare (1,13 e 0,13 mm s$^{–1}$).
L'anione [HFe$_3$(CO)$_{11}$]$^–$ ha struttura simile a Fe$_3$(CO)$_{12}$, con un legante idruro che sostituisce un CO a ponte. Il legame all'interno del frammento Fe–H–Fe è descritto come legame a tre centri e due elettroni, usando i concetti sviluppati per il diborano.

## Sintesi

Fe$_3$(CO)$_{12}$ fu ottenuto casualmente dalla decomposizione termica di Fe(CO)$_5$:
    3Fe(CO)$_5$ → Fe$_3$(CO)$_{12}$ + 3CO
Anche tracce del composto sono facilmente individuabili per il caratteristico colore verde scuro. La fotolisi di Fe(CO)$_5$ produce Fe$_2$(CO)$_9$ e non Fe$_3$(CO)$_{12}$.
Una sintesi efficiente di Fe$_3$(CO)$_{12}$ si ha facendo reagire Fe(CO)$_5$ con una base:
    3Fe(CO)$_5$ + Et$_3$N + H$_2$O → [Et$_3$NH][HFe$_3$(CO)$_{11}$] + 3CO + CO$_2$
e quindi ossidando con acido l'idruro ottenuto:
    [Et$_3$NH][HFe$_3$(CO)$_{11}$] + HCl + CO → Fe$_3$(CO)$_{12}$ + H$_2$ + [Et$_3$NH]Cl
La sintesi originale di Walter Hieber utilizzava la reazione di H$_2$Fe(CO)$_4$ con MnO$_2$. Al cluster prodotto fu assegnata solo la formula "Fe(CO)$_4$".

## Reattività

Fe$_3$(CO)$_{12}$ è un solido che si decompone lentamente all'aria, e deve essere conservato al freddo in atmosfera inerte.
Per riscaldamento Fe$_3$(CO)$_{12}$ forma con bassa resa il cluster carburico Fe$_5$(CO)$_{15}$C. Questa reazione avviene per disproporzione di CO per dare CO$_2$ e carbonio.
Soluzioni molto calde di Fe$_3$(CO)$_{12}$ si decompongono formando uno specchio di ferro che può essere piroforico in aria.
Come la maggior parte dei metallocarbonili, Fe$_3$(CO)$_{12}$ dà reazioni di sostituzione; ad esempio con trifenilfosfina forma Fe$_3$(CO)$_{11}$(PPh$_3$).
Per trattamento con basi si formano anioni carbonilati tipo [HFe$_3$(CO)$_{11}$]$^–$ e [Fe$_4$(CO)$_{13}$]$^{2–}$.
Fe$_3$(CO)$_{12}$ reagisce con 1,3-ditiolopropano per formare il μ-(1,3-ditiolatopropano)-esacarbonildiferro, stabile all'aria, dove i due atomi di zolfo sono a ponte tra i due atomi di ferro. Questo composto è un modello di alcune idrogenasi ferro-ferro.

## Sicurezza

Come tutti i metallocarbonili, Fe$_3$(CO)$_{12}$ è pericoloso in quanto fonte di ferro volatile e monossido di carbonio. Risulta nocivo per contatto con la pelle e per ingestione, e tossico per inalazione. I campioni solidi, specie se finemente suddivisi, e i residui di reazione possono essere piroforici, e possono incendiare i solventi organici in uso. Non si conoscono dati su eventuali proprietà cancerogene.